车内空气质量监测-- GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用系统

       随着我国汽车工业的飞速发展，国内的汽车保有量迅猛增加，汽车正迅速步入家庭，汽车车内的污染问题也逐渐受到人们的重视。但是，我国有关汽车车内污染的标准和检测方法还没有完善，汽车驾乘人员的身体健康仍在遭受着危害。目前，我们常用的检测车内挥发性有机物（VOCs）的手段为气质联用（GC-MS），该方法对样品采集、运输及保存的要求非常高，分析时间长，无法连续监测。如何实现现场检测，省去繁琐的采样过程，并能追溯污染源头，这需要一种全新的技术!

      德国G.A.S.公司研发的GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用系统（图1），很好地解决了以上几个难题。GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用系统将气相色谱（GC）的高分离度与离子迁移谱（IMS）的高灵敏度wan美结合，操作界面简单，操作人员只需简单培训即可放心使用。配备循环气流单元（CGFU），可现场工作，分析速度快，成本相对较低。

图1 GC-IMS气相色谱离子迁移谱联用系统

仪器工作原理及流程：

样品由载气带入气相色谱柱，经预分离后进入IMS电离室，载气分子和样品分子在离子源的作用下发生一系列的电离反应和离子-分子反应，形成各种产物离子。在电场的驱使下，这些离子通过周期性开启的离子门进入漂移区。在与逆流的中性漂移气体分子不断碰撞的过程中，由于这些离子在电场中各自迁移速率不同，使得不同的离子得到分离，从而达到二次分离和鉴定的目的。

GC-IMS检测ppbv级别的VOCs：

l 无需样品前处理，手动或自动进样

l 无需实验室，可现场工作

l 无需维护工作，坚固耐用

l 方便简单的样品测试

l 可自动清洗避免污染

图2仪器工作流程

结果讨论

内装饰材料装入20ml顶空瓶中，按照VDA 270（1992）的规定进行样品处理（80oC下加热2h）。测试时间6min，结果如下图3。

A：PES-NGR颗粒

B：EXXTRAL CMV颗粒

C：PP NOVIA颗粒

D：CODO REZ颗粒

图3 A-D四个样品的GC-IMS谱图

图4车内气味化合物的定性及描述

       通过GC-IMS在6分钟内获得的色谱图（图3）显示了在所有颗粒化聚合物（A-D）中存在大量的VOCs（与蓝色背景不同的斑点）。浓度越大，峰强度越高（红色表示）。这表明这些材料是汽车舱内空气中VOCs的主要来源。此外，通过所选择的气味化合物的信号，鉴定了与气味相关的一些挥发性化合物，并比较了峰的强度（图4）。从图4中可以看出，样品D具有更高浓度的气味化合物。因此，我们可以通过GC-IMS快速分析、测定车辆内饰使用的聚合材料所发出的气味相关的VOCs，从而确定车内气味来源。

结论

使用GC-IMS在线监测汽车舱内的挥发性有机物，可避免复杂采样及运输过程中的低温存放问题；使用GC-IMS检测汽车内饰、原材料及零配件中的挥发性有机物，可从源头上遏制整车舱内空气污染问题。

（来源：济南海能仪器股份有限公司）